虹

熙寧八年（1075），沈括奉詔出使遼國。在使遼途中，他注意觀測和考察了所遇見的種種自然奇觀。本則筆記記述的就是他在北方見到的虹這一光折射現(xiàn)象。

虹是空氣中水珠對日光折射的結(jié)果。雨過天晴，陽光照射到空中的水珠上，由于太陽光包含了七種不同頻率的光波，這些光波折射的方向不同，從而形成了七色的光環(huán)，這就是虹。沈括引用孫彥先的話解釋了虹的成因：“虹乃雨中日影也，日照雨則有之。”這一見解無疑是正確的。

另外，他還觀測到虹在天空的位置及運動方向。沈括發(fā)現(xiàn)，虹與太陽的位置是相對的。當傍晚太陽偏西的時候，虹就出現(xiàn)在東方，人“自西望東則見”。同時，傍晚的太陽在天空運行的軌跡是向西北運行，因此虹相應(yīng)地向東運動。

沈括的觀察極為細致，而他的觀察結(jié)果也是符合科學(xué)原理的，因而代表了宋代天象觀測的最高水平。

世傳虹能入溪澗飲水，信然。熙寧中，予使契丹[1]，至其極北黑水境永安山下卓帳[2]。是時新雨霽[3]，見虹下帳前澗中，予與同職扣澗觀之，虹兩頭皆垂?jié)局?。使人過澗，隔虹對立，相去數(shù)丈，中間如隔綃縠[4]。自西望東則見（蓋夕虹也）。立澗之東西望，則為日所爍，都無所睹。久之，稍稍正東，逾山而去。次日行一程，又復(fù)見之（孫彥先云[5]：“虹乃雨中日影也，日照雨則有之?！保?。

【翻譯】

世人傳說虹能夠進溪澗飲水，確實如此。熙寧年間，我出使契丹，到達他們最北邊黑水境地永安山下設(shè)帳宿營。那時剛剛雨過天晴，看見一道虹下到營帳前邊的溪澗中，我和同僚走近澗邊觀看，虹的兩端都垂到溪澗里面。派人過澗，隔著虹與我們相對站立，相距幾丈，中間像隔著一層薄紗。從西朝東望，就看見虹了（因為這是傍晚的虹）；站在澗的東邊向西望，就被太陽照耀，什么都看不見了。很久，虹逐漸移向正東方，越過山嶺而消失。第二天，走了一段路，又重新看見了它（孫彥先說：“虹乃是雨中的日光影像，日光照在雨珠上就有虹出現(xiàn)?！保?。

[1] 契丹：我國古代北方少數(shù)民族名，五代時創(chuàng)建契丹國，又改國號為遼，至北宋末為金所滅。其余部西遷，建立西遼國，后為蒙古軍攻滅。

[2] 黑水：水名，即黑河，在今河北平泉西南，境內(nèi)有永安山，為遼國主狩獵地。卓：直立，這里指搭起、架設(shè)。

[3] 霽（jì劑）：雨住天晴。

[4] 綃縠（xiāo hú消胡）：薄紗。綃由生絲織成，縠有縐紋，都是半透明狀的織品。

[5] 孫彥先：孫思恭的字。孫為宋代登州（今山東蓬萊）人，曾考中進士，精通天文歷算之學(xué)。